一种生物质沼气的发酵方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及再生能源技术领域。更具体地，涉及一种生物质沼气的发酵方法。
【背景技术】
[0002] 我国广大的农村地区，农民习惯于把柴薪和作物秸杆作为生活燃料而直接燃掉。 由于这些燃料燃烧时热能的利用率仅有10%左右，所以会造成自然资源的极大浪费。同时， 这些燃料在燃烧时放出的浓烟，又严重污染环境。更重要的是这些有机物被烧掉之后，会造 成牲畜饲料和有机肥料的短缺，严重影响农业生产的发展。如果农作物秸杆、人畜粪便作沼 气发酵原料生产沼气.燃烧沼气不仅没有浓烟，而且热能利用率可高达60%以上，这对节 约能源具有很重要的意义。并且沼气池产出沼气后剩下的水和沼渣，还可作肥料。使自然 资源得到了充分的再利用。
[0003] 另外沼气的用处很多，可以代替煤炭、柴薪用来煮饭、烧水，还可以代替汽油开动 内燃机或用沼气进行发电等，困此，沼气是一种值得开发的新能源。现在90%以上的能源是 靠矿物燃料提供的，这些燃料在自然界储量有限，而且都不能再生。而人类对能源的需求却 不断增加，如不及早采取措施，能源枯竭迟早将会成为现实。所以推广沼气发酵，是开发生 物能源，解决能源危机问题的一个重要途径。
[0004] 因此农村沼气建设对建设社会主义新农村、改善农村生产、优化农村能源结构、保 护农业生态环境，提高农民生活质量具有重要意义。在建设沼气的过程中，必须从发酵原 料、工艺条件等多方面进行评价，优化发酵工艺条件是实现沼气高效生产的关键。
[0005]目前大部分沼气发酵工艺，都是以秸杆为原料，另外沼气池中需另加畜禽粪便或 氮肥等外加氮源，保持一定的C/N比。进而保证发酵的顺利进行。然而现有技术存在以下 不利之处：秸杆含有大量的纤维素、半纤维素和木质素。并相互交织在一起。表面还包裹了 一层蜡质，起支撑、保护及避免微生物侵袭的作用，会使秸杆的降解极其缓慢，导致利用秸 杆生产沼气启动慢、预处理所需时间较长以及非常低的产气速率和原料利用率。此外农村 畜畜养殖已经向规模化和集约化发展。畜禽粪便集中处理，使得户用沼气渐渐失去了原料 保障。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种生物质沼气的发酵方法。
[0007] 为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0008] -种生物质沼气的发酵方法，包括以下步骤：
[0009] 1)准备物料
[0010] 将农作物秸杆分类收集，并在鲜品期间将秸杆切碎，然后干燥晒干；把晒干后的秸 杆进一步进行粉碎，混合，再与玉米粉混合，搅拌均匀，备用；
[0011] 2)秸杆预处理
[0012] 将步骤1)所得搅拌均匀后的秸杆与水按重量比1:1混合，润湿15_24h后，翻动秸 杆，使秸杆与水混合均匀，最终使秸杆含水率达到65-70% ;
[0013] 3)堆怄降解
[0014] 向紧堆成30cm厚的上述预处理后的秸杆中加入秸杆发酵剂后，再均匀的泼洒碳 酸氢铵水溶液，得到初处理的秸杆；将初处理的秸杆铺3-4层，并用塑料薄膜覆盖；再将秸 杆堆成垛，并在堆垛的四周及顶部每隔30-50cm处打孔，用薄膜或秸杆盖住堆垛，底部留缝 隙，至堆垛内温度高于50°C，待产生白色菌丝后，即可作为发酵原料；
[0015] 4)投料发酵
[0016] 将作为接种物的粪坑底脚污泥或沼气池底脚污泥、步骤3)所得发酵原料以及碳 酸氢铵水溶液混合均匀后的混合物投入一半至沼气池内，加入沼气发酵生物活性添加剂 后，再投入另一半混合物，并及时加水，控制好发酵料液浓度，将沼气池盖密封，当温度为 15-25 °C时，开始堆怄发酵。
[0017] 优选地，步骤1)中所述秸杆包含稻草或麦杆、干玉米杆；所述秸杆与玉米粉的质 量百分比为：稻草或麦秸：20-40% ;干玉米杆：30-70% ;玉米粉：10-30%。
[0018] 优选地，步骤3)中所述垛宽1. 2-1. 5m，高1. 0-1. 5m。
[0019] 优选地，步骤4)中所述发酵料液体积占沼气池总容量积的80% -85%。
[0020] 优选地，步骤4)中所述将活性添加剂包括如下质量百分比组成：糖化酶40-60%、 淀粉酶20-45 %、纤维素酶5-15 %、蛋白酶3-10 %。
[0021] 优选地，步骤4)中所述加水的时间为在料温升高40-50°C后维持1-3天即可加水； 所述堆怄发酵的时间为夏天2-5天，冬天5-7天。
[0022] 优选地，步骤4)中所述发酵料液质量浓度为夏季6 %，冬季8 % -10 %。
[0023] 优选地，步骤4)中所述堆怄发酵启动初期，当沼气压表压力达2KPa时，排放1-2 天废弃，放气试火，确保所产沼气可正常燃烧。本发明中发酵原料为单纯的农作物，与传统 的发酵工艺不同，不需要加入氮源，对农作物秸杆进行了充分的利用。
[0024] 本发明加入的生物活性添加剂与发酵原料相辅相成，具有协同促进发酵的作用， 能在发酵过程中有效的促进聚合物的降解，减少了发酵启动的时间，且产气量较传统发酵 工艺提高了 15%以上。
[0025] 本发明的有益效果如下：
[0026] 1)本发明方法发酵原料为单纯的农作物，无需额外加入氮源，将多种农作物秸杆 转化为生物质能，同时减少了秸杆焚烧对大气的污染，可在我国广大农村地区推广。
[0027] 2)本发明加入的生物活性添加剂与发酵原料相辅相成，具有协同促进发酵的作 用，对沼气的利用有效的提高了能源利用率。
[0028] 3)沼气的利用改变了农户柴草乱堆、粪便随地流的脏乱差环境，改善了农村的生 活环境，促进了农村精神文明建设。
【附图说明】
[0029] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0030] 图1示出本发明实施例1的工艺过程示意图。
【具体实施方式】
[0031] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说 明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具 体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0032] 实施例1
[0033] -种生物质沼气的发酵方法，包括如下步骤：
[0034] 1)准备物料
[0035] 将秸杆稻草和干玉米杆分类收集，并在鲜品期间将秸杆切碎，然后干燥晒干；把晒 干后的秸杆进一步进行粉碎，并将稻草、干玉米杆以及玉米粉按照质量百分比20% :70% : 10 %的比例混合拌均匀，备用。
[0036] 2)猜杆预处理
[0037] 将步骤1)所得粉碎后的秸杆与水按重量比1:1混合，润湿15h后，翻动秸杆，使秸 杆与水混合均匀，最终使秸杆含水率达到65% ;
[0038] 3)堆怄降解
[0039] 向紧堆成30cm厚的上述预处理后的秸杆中加入秸杆发酵剂后，再均匀的泼洒碳 酸氢铵水溶液，得到初处理的秸杆；将初处理的秸杆铺3层，并用塑料薄膜覆盖；再将秸杆 堆成宽1. 2m，高1. 0m的垛，并在堆垛的四周及顶部每隔30cm处打孔，用薄膜或秸杆盖住堆 垛，底部留缝隙，至堆垛内温度高于50°C，待产生白色菌丝后，即可作为发酵原料；
[0040] 4)投料发酵
[0041] 将作为接种物的粪坑底脚污泥或沼气池底脚污泥、步骤3)所得发酵原料以及碳 酸氢铵水溶液混合均匀后的混合物投入一半至沼气池内，加入含质量百分比为；40%糖化 酶、45%淀粉酶、5%纤维素酶、10%蛋白酶的沼气发酵生物活性添加剂后，再投入另一半混 合物，当料温升高40°C后及时加水，夏季将发酵料液浓度控制在6 %，且发酵料液体积占沼 气池总容量积的80%。
[0042] 当发酵料液体积占沼气池总容量积的80%时，将沼气池盖密封，当温度为15°C 时，堆怄发